水稻秸秆养分垂直分布特征与不同留茬高度下还田养分估算

为了明确水稻植株不同层次的秸秆养分特征,科学估算不同留茬高度下稻秸养分还田量,通过在成熟期采集江苏省生产上主推的水稻品种植株,用分层切断法,将秸秆从基部向上依次截取5段长度为5 cm的秸秆,剩余部分为第6段(分别用0~5、5~10、10~15、15~20、20~25和25 cm表示6段秸秆),对穗部单独进行脱粒处理获取穗轴与枝梗,对植株各部分秸秆分别进行烘干称重,并进行养分分析。结果表明:在植株基部0~25cm范围内5个层次秸秆干重占植株秸秆干重的比例都表现为随基部向上依次减少的趋势。水稻秸秆N与P含量呈现出从冠层向下递增的趋势,而秸秆K含量则表现出从冠层向下递减的趋势。江苏省水稻秸秆N、P和K养分总量分别为16.16×10~4、2.81×10~4和30.21×10~4t,不同留茬高度秸秆养分还田量不同,留茬高度为15 cm时,水稻秸秆N、P和K养分还田量分别为6.02×10~4、1.43×10~4和6.78×10~4t。不同稻区秸秆还田时应根据留茬高度及稻谷产量水平进行估算秸秆养分还田量,同时结合其它条件科学制定肥料运筹策略。     

留茬高度对带状留茬间作农田土壤防风蚀效果的影响

针对内蒙古阴山北麓农牧交错带土壤风蚀严重的问题,研究了带状留茬间作的防风蚀效果,通过测定风速、地表粗糙度和土壤风蚀量,揭示不同留茬高度对留茬地和相邻裸露地的防风蚀效果.结果表明,随着留茬高度的增加,作物残茬带近地表风速降低,且留高茬(30 cm)效果最明显;随着测定高度的增加,同一留茬高度对风速的降低程度减小.地表粗糙度随留茬高度的增加而增大,留高茬地(30 cm)和邻高茬裸地的地表粗糙度分别较对照增加了466.67％和126.98％.土壤风蚀量随留茬高度的增加而减少,留高茬地(30 cm)和邻高茬裸地的风蚀量分别较对照减少了90.21％和65.51％.因此,作物残茬既增强了自身带的防风蚀效果,又在一定程度上保护了邻茬裸露带,留茬高度30 cm时防风蚀效果最好,对相邻裸露带的保护作用最明显.     

不同留茬高度秸秆还田冬小麦田甲烷吸收及影响因素

为了探讨不同留茬高度的玉米秸秆还田下冬麦田甲烷(CH4)的吸收规律,为评估该地区温室气体排放量与发展循环农业提供依据,该研究基于连续10a的不同耕作措施进行定位试验,采用静态箱—气相色谱法研究了4种不同玉米秸秆留茬高度还田对冬麦田CH4吸收通量的影响。结果表明:随着秸秆留茬高度即秸秆还田量的增加,麦田CH4吸收通量逐渐减少,表现为秸秆不还田(AS)≈秸秆留茬0.5m还田(S-0.5)>秸秆留茬1m还田(S-1)≈秸秆全量还田(PS),常规耕作不还田处理(AC)和免耕不还田处理(AZ)分别比常规耕作全量还田(PC)和免耕全量还田处理(PZ)高18.3%和15.1%;CH4的吸收通量在小麦整个生育期呈高低相间的三峰曲线,并且与地表温度呈显著的正相关性,与20cm土层的土壤有机碳含量显著性负相关,与土壤水分相关性不明显;在CH4吸收通量的日变化中,常规和免耕的秸秆全量还田处理白天(6:00-18:00)分别比夜间(18:00-6:00)高18.2%和17.7%,CH4吸收通量与气温、地表温度和20cm地温有显著的正相关关系。试验表明,常规耕作麦田的CH4吸收通量比免耕要高8.65%。从CH4的吸收和秸秆合理利用的角度来看,常规耕作0.5m的秸秆留茬高度还田是较合理的还田方式,值得今后推广和应用。     

人工降雨条件下秸秆覆盖及留茬的水土保持效应

通过人工模拟降雨试验,研究了秸秆覆盖及留茬的水土保持效应。结果表明,秸秆覆盖和留茬均可延缓径流产生,其中5 000和3 000 kg/hm2秸秆覆盖分别能使初始产流时间延后427%和19%,而30 cm高留茬及15 cm低留茬覆盖则可分别延后初始产流时间107%和76%。5 000 kg/hm2覆盖量下累积径流量较对照减少了61.72%,土壤侵蚀量减少了86.7%;3 000 kg/hm2覆盖量下累积径流量减少了6.26%,土壤侵蚀量减少了60.1%,实施覆盖能够有效抑制水土流失,且以高覆盖量的作用效果更为显著。30 cm高留茬的土壤侵蚀量较对照减少了62.9%,15 cm低留茬覆盖减少25.6%,留茬能够有效防止土壤侵蚀,但对径流量无明显影响。     

修剪留茬高度对北京地区草坪草耗水量的影响

水资源短缺,城市用水紧张,使得草坪灌溉用水管理受到极大关注。为了研究草坪修剪管理的节水效果,采用小型排水式蒸渗仪,通过田间实验研究了充分供水条件下3种草坪草(早熟禾、高羊茅、黑麦)不同修剪高度(留茬高度：5、10、15 cm和不修剪)处理对耗水量的影响,并根据水量平衡原理计算得到了3种草坪草的耗水量。研究结果表明：草坪草的耗水量均随修剪留茬高度增加而增加,不同草种间存在差异。3种草坪草修剪留茬高度为5 cm时较不修剪耗水量减少36.78%(早熟禾)、34.02%(高羊茅)、33.54%(黑麦),平均减少耗水量34.78%。所得参数可以为类似地区3种草坪草灌溉系统的规划设计和节水管理提供基础理论依据。     

留茬高度对小叶锦鸡儿光合生理和生长特征的影响

[目的]研究不同留茬高度小叶锦鸡儿生长和光合生理的变化规律,揭示不同留茬高度下小叶锦鸡儿生长和光合能力的强弱,探索其平茬时的最适留茬高度,为寻求合理抚育管理措施、指导小叶锦鸡儿生产实践提供理论依据.[方法]选择2003年人工种植小叶锦鸡儿为研究材料,设置未平茬(CK)、留茬高度5cm(T1),10 cm(T2),15 ...     

长期留茬免耕对河西绿洲灌区春小麦产量及稳定性的影响

为探寻河西绿洲灌区春小麦高效可持续生产耕作措施,基于2004年设置的长期留茬免耕田间定位试验,针对单作小麦、春小麦/玉米、春小麦/大豆3种典型春小麦种植方式,在长期留茬免耕和传统翻耕条件下,通过分析2004－2018年小麦产量、产量构成要素及农艺性状的演变特征来诠释长期留茬免耕对春小麦产量的影响,同时分析评价产量的稳定性和可持续性,旨在为区域内春小麦的高效可持续生产提供理论依据。结果表明,单作小麦、春小麦/玉米和春小麦/大豆3种种植方式下的春小麦籽粒产量在年际间变动较大,呈锯齿状波动。与传统翻耕处理相比,留茬免耕的增产效应随种植年限的延长而不断增强,长期留茬免耕可以提高春小麦产量的稳定性和可持续性,而且间作相比单作可以更好地维持产量的可持续稳定生产能力。产量构成要素之间的叠加效应可以显著提高小麦籽粒产量,其中,2004－2012年留茬免耕主要通过显著提高穗粒数来增加小麦产量;2013－2018年,单作小麦和春小麦/大豆时,留茬免耕主要通过显著提高千粒质量来增加小麦产量,春小麦/玉米时,留茬免耕主要通过显著增加穗长来促进小麦生长,进而显著提高小麦产量。气温、降雨量和穗粒数在春小麦产量中起主要作用,收获指数和气温在春小麦产量稳定性中起主要作用,穗长和产量在春小麦产量可持续性中起主要作用。综上,留茬免耕是河西绿洲灌区单作小麦、春小麦/玉米和春小麦/大豆3种春小麦种植方式下切实可行的耕作措施。     

稻茬高度影响轮作紫云英生长及还田效应

大田试验条件下,研究了水稻机械收割不同留茬高度(15cm 、30cm 、40cm,分别标注低茬、中茬、高茬)对轮作紫云英生长、养分积累以及翻压还田后土壤养分、化学性状和微生物量等的影响。结果表明：稻茬高度显著影响轮作紫云英生长、养分积累以及翻压还田效果。紫云英单位面积株数随留茬高度的降低而显著减少；除单株分枝数外,植株株高、茎粗、单株鲜、干重均表现为高茬处理＞中茬处理＞低茬处理,高、低茬处理间差异显著或极显著。产草量受稻茬高度影响明显,单位面积鲜、干草产量均随稻茬高度的降低而显著减少,高茬处理的紫云英鲜、干草产量均最高,分别达到19.22t.hm_^-2和3.27 t.hm_^-2,较低茬处理每公顷增加15.21 t和2.53 t。不同稻茬高度处理的紫云英植株碳及氮、磷、钾含量无显著差异,植株养分积累量则随稻茬高度增加而显著增加,各养分积累量变化趋势一致；不同处理紫云英翻压还田后土壤pH值变化差异不显著,但均较试验前略有上升；土壤电导率则表现为高茬处理大于中、低茬处理,处理间差异极显著; 翻压后土壤养分变化差异较大,各养分含量均表现为随水稻留茬高度降低而减少的趋势,高留茬处理土壤的有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较低留茬处理增加41.51%、27.35%、34.96%、68.78%、82.12%。不同处理紫云英翻压还田后,土壤可培养微生物数量存在差异。三大类微生物细菌、真菌、放线菌的数量均以高茬处理最高,除放线菌外,差异均达显著水平,其中,对细菌数量的影响最为明显,高茬处理极显著大于中、低茬处理,中、低茬处理间差异显著。综上,水稻留高茬(茬高40cm)轮作紫云英可获得较高的生物量和养分积累,翻压还田后土壤培肥效果显著优于中、低茬(茬高≦30cm)收割的处理。     

免耕留茬秸秆覆盖对河西走廊荒漠化土壤改土培肥效应的研究

在荒漠化土壤上进行了免耕留茬秸秆覆盖、免耕留茬、传统土壤耕作的田间比较试验。结果表明,免耕留茬秸秆覆盖对河西走廊荒漠化土壤农田生态环境具有良好的影响。免耕留茬秸秆覆盖与传统土壤耕作比较,0~20cm耕层土壤全盐、孔隙度、pH分别降低1.86g/kg、5.28%和0.32;团粒结构,自然含水量,土壤贮水量分别增加72.5g/kg、32.95g/kg和111.98m3/hm2;玉米产量、产值、利润分别增加1.95t/hm2、1600元/hm2和600元/hm2;增产率达21.56%;土壤有机质、全N、速效N、P、K和CEC亦随之增加。     

不同耕作方式与秸秆还田对土壤酶活性及水稻产量的影响

为探索不同耕作方式与秸秆还田对土壤酶活性及水稻产量的影响,在水稻抽穗期、灌浆期、成熟期,对土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性进行测定。试验共设置6个处理,分别为：免耕+全量秸秆还田（NTS）、麦耕稻免+半还田（RT1）、麦免稻耕+半还田（RT2）、翻耕+全量还田（CTS）、少耕+半还田（MTS）、连耕+不还田（CT）。结果表明：（1）各处理的土壤酶活性均随土壤深度的增加而下降;（2）土壤酶在不同时期活性差异显著,过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性在3个时期先减后增,脲酶和蔗糖酶活性则与之相反;（3）在0～7和7～14 cm土层中,NTS处理土壤酶活性最高,显著高于其他处理,与CT处理相比,抽穗期NTS处理过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性在0～7 cm土层分别提高了121.38%、57.44%、63.37%、80.92%,在7～14 cm土层分别提高了130.42%、40.61%、52.40%、85.23%,在14～21 cm土层中,不同耕作方式对土壤酶活性无显著影响,秸秆还田处理下的土壤酶活性>秸秆不还田处理,与CT处理相比,抽穗期CTS处理过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶...     

我国水稻秸秆磷分布及其还田对土壤磷输入的贡献

我国水稻秸秆资源丰富,水稻秸秆还田是向土壤输入磷素的重要途径之一。对我国各省区不同季别水稻秸秆还田的土壤磷输入贡献进行测算,可有针对性地为水稻秸秆还田条件下土壤磷素优化管理及平衡调控提供科学参考和指导。本研究基于《中国农村统计年鉴》中水稻生产统计资料和文献调研参数,对2013—2018年我国主要稻区不同季别水稻秸秆磷养分资源时空分布特征以及单位播种面积水稻秸秆还田的土壤磷素输入量进行分析。结果表明,2018年我国主要稻区早稻、双季晚稻和中晚稻秸秆产量分别为2327万t、2783万t和13 527万t,长江中游和长江下游稻区的水稻秸秆资源量居于全国前列,分别占33.6%和21.8%。2013—2018年我国水稻秸秆磷(P_2O_5)养分产量呈缓慢增长的趋势,从2013年的59.7万t增加到2018年的62.8万t。2018年水稻秸秆磷养分资源主要分布在黑龙江(15.0%)、湖南(12.5%)、江苏(10.0%)、湖北(9.9%)和江西(9.6%)等省份。2013—2018年我国主要稻区早稻、双季晚稻及中晚稻秸秆还田的年均土壤磷养分输入量分别为13.9～15.1kg(P_2O_5)·hm~(-2)、16.0～20.9 kg(P_2O_5)·hm~(-2)和19.3～29.3 kg(P_2O_5)·hm~(-2)。从全国范围来看,早稻、双季晚稻和中晚稻秸秆还田下的土壤磷养分输入量平均分别为14.4 kg(P_2O_5)·hm~(-2)、18.2 kg(P_2O_5)·hm~(-2)和24.4 kg(P_2O_5)·hm~(-2)。基于上述测算结果,建议我国主要稻区各省份在水稻特别是中晚稻秸秆还田条件下,基于秸秆磷素携入量适当调整磷肥投入量,以实现土壤磷养分收支平衡,控制农田磷养分盈余及流失风险。     

不同轮作模式下秸秆还田与氮肥运筹对杂交籼稻产量及米质的影响

探讨不同轮作模式下作物秸秆还田与氮肥运筹对杂交籼稻产量及米质的影响,可为多元化轮作模式下水稻提质丰产增效提供理论基础和实践依据。本研究以杂交籼稻‘F优498’为试材,通过大叶芥菜-水稻、油菜-水稻和小麦-水稻轮作模式下大叶芥菜、油菜、小麦3种前茬作物秸秆还田与不同氮肥运筹(常规施纯氮量为150 kg·hm~(-2), 4︰4︰2和3︰3︰4两种基肥︰蘖肥︰穗肥比例运筹,及根据前茬作物收获后土壤地力水平和斯坦福方程计算施氮量和基肥∶蘖肥∶穗肥为3︰3︰4的氮肥运筹)处理,研究前茬作物秸秆还田与氮肥优化配施对杂交籼稻产量及米质的影响,并探讨多元化轮作模式下杂交籼稻提质丰产的调控途径。结果表明,3种轮作模式下作物秸秆还田与氮肥运筹对杂交籼稻产量和米质均存在显著或极显著影响,且两因素对产量、垩白粒率、籽粒蛋白质含量等指标均存在极显著的互作效应。大叶芥菜秸秆(G)分别较油菜秸秆(R)和小麦秸秆(W)还田处理增产1.1%～7.8%、10.5%～19.8%,且大叶芥菜-水稻模式相对其他轮作模式能进一步提高整精米率、降低垩白粒率和改善食味品质。3种轮作模式下水稻季施氮处理均显著高于不施氮处理,且均以N2处理(施氮量150 kg·hm~(-2),氮肥运筹基肥∶蘖肥∶穗肥为3︰3︰4)产量最高,在此基础上3种轮作模式相对于N2处理分别减少氮肥用量16.7%(N-G处理)、30.0%(N-R处理)和16.7%(N-W处理),产量分别减少2.6%、1.7%和5.8%,其中大叶芥菜-水稻、油菜-水稻轮作模式下水稻减产不显著,且可以显著降低稻米垩白粒率和垩白度、提高食味品质,达到提质稳产节氮的效果。综合产量及稻米品质表现,大叶芥菜-水稻轮作模式下,适当减少氮肥施用量至125kg·hm~(-2),氮肥运筹基肥︰蘖肥︰穗肥为3︰3︰4,为本试验最优组合;油菜-水稻和小麦-水稻轮作模式下,氮肥施用量分别为105 kg·hm~(-2)和150 kg·hm~(-2),氮肥运筹基肥︰蘖肥︰穗肥为3︰3︰4为宜。     

不同灌溉条件下稻草还田对土壤供氮特征及水稻产量的影响

通过2年裂区试验,研究了不同灌溉方式和施肥条件下稻草还田对土壤供N特征及产量的影响。结果表明:上年晚稻草还田提高了翌年早稻期间土壤NH4 -N浓度;配施N肥后新鲜早稻草还田也增加了晚稻期间土壤NH4 -N浓度,但不施N肥淹水灌溉下稻草还田土壤NH4 -N浓度低于移走稻草的处理,间歇灌溉下稻草还田处理土壤NH4 -N浓度仍高于移走稻草的处理。稻草还田能增加水稻产量,早稻增产幅度为6.85%,晚稻为8.17%;施用N肥后稻草增产效应显著高于不施N肥处理,分别增产9.18%和5.83%。稻草还田主要通过影响有效穗数来影响产量,但水稻生长季节、灌溉模式和施肥条件对稻草还田的增产效应存在交互作用,早稻以连续淹水灌溉条件下稻草还田的增产效果最大,而晚稻则以间歇灌溉条件下的效果最佳。     

不同耕作体系中施钾模式对作物产量的影响

Three patterns of potash application were used in the corn-wheat and rice-wheat rotation experiments,which were conducted in the upland and wetland of Siyang County,northern Jiangsu Provuince,and the wetland of Liyang City,southern Jiangsu Province.The results of 5 cropping seasons(2 seasons/year) showed that the direct response of corn to K was larger than that of wheat,but no difference was found between rice and wheat in Siyang when the total annual amount of K was applied only in one cropping season.However,the response of wheat was much greater than that of rice in Liyang.If potash was applied in the preceding season,the residual effect of K on wheat was larger than that on rice both in Siyang and Liyang,but less than that on corn,The total effect (direct and residual effects)of K applied to corn or rice was greater than that to wheat in Siyang,but that to wheat was greater in Liyang.The direct and total effects of K application in the upland were larger than those in the wetland of siyang;but fro the wetland,the effects were larger in Liyang than in Siyang,especially in the wheat season.The results demonstrated that the most profitable practice to be recommended to the local farmers was to apply a limited amount of potash to only rice or corn but not to wheat.Equally applying half of the total annual amout of K to each of the crops may be advisable in order to lessen possible fertilization risks.     

不同水稻种植模式对氮磷流失特征的影响

过量施用化肥造成的氮、磷流失已成为农业面源污染的主要污染源。为探究不同种植模式对氮、磷流失的影响,采用大田试验,研究比较了常规种植、绿色蛙稻和有机蛙稻3种水稻种植模式下稻田生态系统的田面水氮、磷浓度特征规律,以及径流、渗漏的氮、磷流失特征和产量差异。结果表明,3种水稻种植模式中,田面水总氮(TN)平均浓度为:常规种植绿色蛙稻有机蛙稻,分别为18.87 mg-L-1、8.98 mg-L-1和8.20 mg-L-1。与常规种植模式相比,绿色蛙稻模式和有机蛙稻模式在整个水稻季中的TN总流失负荷分别减少15.27%和25.76%。径流流失负荷为:绿色蛙稻常规种植有机蛙稻,氮的主要形态为铵态氮(NH4+-N);渗漏流失负荷为:常规种植绿色蛙稻有机蛙稻,氮的形态以硝态氮(NO3--N)为主。田面水总磷(TP)平均浓度为:有机蛙稻绿色蛙稻常规种植,分别为0.82 mg-L-1、0.64 mg-L-1和0.37mg-L-1。总磷(TP)总流失负荷为:有机蛙稻绿色蛙稻常规种植,总流失负荷占施磷量的比例为:绿色蛙稻常规种植有机蛙稻,并且以溶解性磷(DP)为主。3种模式下水稻产量为:常规种植有机蛙稻绿色蛙稻,与常规种植模式相比,绿色蛙稻模式和有机蛙稻模式分别减产19.33%和8.51%。研究结果表明,有机蛙稻和绿色蛙稻模式能够有效地控制水稻田中氮、磷流失,但会造成水稻减产。由于有机蛙稻模式要求种、养条件更高,因此有机蛙稻模式下的产品往往品质最好,经济效益最高。     

不同氮肥配施方法下稻草还田短期效应研究

为探索适宜稻草还田量及配合稻草还田的N、P肥施用方法,通过盆栽试验,采用树脂法和传统化学法相结合,研究了不同N肥配施方法下稻草还田对土壤N、P养分及水稻生长的短期影响。结果表明:稻草还田短期内可降低土壤氨氮浓度,提高土壤有效磷浓度,抑制水稻生长;稻草还田的这3种效应都随稻草水平的增加而加强,但不同N肥配施下无差异。稻草还田后易引起水稻铁中毒,因此稻草还田量不宜过多;稻草还田后除需多施N、P肥外,还需通过排水等措施以解决其铁毒效应。     

早稻秸秆原位焚烧对红壤晚稻田CH4和N2O排放及产量的影响

选取湖南双季稻田为研究对象,采用静态箱-气相色谱法对晚稻田在常规施肥（NPK）、常规施肥+秸秆原位焚烧（NPK+SB）处理下的CH4和N2O排放通量进行观测,同时根据设定参数对秸秆焚烧排放的CH4和N2O进行估算。结果表明,晚稻生长期间NPK和NPK+SB 处理的CH4排放量差异很小,秸秆焚烧会增加N2O排放22.8%,但差异不显著（p＞0.05）。两种施肥方式下N2O排放峰值都出现在追肥后的土壤水分饱和时期而晒田期排放很少。据估算秸秆焚烧排放的CH4和N2O分别占NPK+SB处理总排放的4.27% 和17.31%。NPK+SB处理单位产量的全球增温潜势比NPK处理高22%。综合考虑生产效应和环境效应,水稻秸秆焚烧不是明智的选择。     

水稻应用沼肥效果研究

稻田施用沼肥 少量化肥处理水稻前期生长较慢 ,其分蘖数和株高低于单施普通化肥或水稻专用肥处理 ,但后期转色好 ,且每穗实粒数、结实率和千粒重均优于单施普通化肥或水稻专用肥处理 ,而稻谷产量与单施普通化肥相比无明显增产效果 ,比单施水稻专用肥处理减产 4 .6 %。施用沼肥比单施普通化肥和水稻专用肥处理成本分别降低 19.0 %和 4 2 .5 % ,且提高土壤有机质和N、P、K等养分含量 ,改善土壤结构和培肥地力。